第二章 组成细胞的分子.docx
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第二章组成细胞的分子
第二章组成细胞的分子
第1节 细胞中的元素和化合物
一、教学目标
1．简述组成细胞的主要元素,说出构成细胞的基本元素是碳。
2．尝试检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质，探讨细胞中主要化合物的种类。
3．认同生命的物质性。
二、教学重点和难点
1．教学重点
（1）组成细胞的主要元素和化合物。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
2．教学难点
（1）构成细胞的基本元素是碳。
（2）检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质。
三、教学策略
〔引入〕以“问题探讨”引入，让学生以初中的知识来思考，回答。
〔问题〕以“本节聚焦”再次引起学生的注意和思考。
〔板书〕一、组成细胞的元素
教学过程
教学意图
复习提问
原核细胞和真核细胞有什么异同？
使用高倍显微镜要注意什么？
复习巩固，同时集中学生注意力。
创设问题
情境
请同学们考虑一下，我们喝的水，吃的盐，吸入的空气中含有哪些元素？
我们为什么要从外界环境中摄取这些化学元素呢？
教师小节：
实际上，不仅仅人体需要不断地从环境中吸收各种化学元素，其他的生物（包括动物、植物等）也都需要不断地从外界环境中摄人各种元素。
引导学生读表提取信息，通过了解细胞的物质组成，认同生命的物质性。
组成细胞的元素
学生活动：
比较组成地壳和组成细胞的部分元素的含量，提出自己发现的问题，在与其他同学的交流中，认识到组成生物体的元素与组成地壳的元素有相似性又有区别。
教师活动：
针对学生提出的问题，教师要引导学生分析表中信息。
教师小节：
组成细胞的元素在地壳都能找到，生物界与无机自然界具有统一性；而细胞与非生物相比，各种元素的相对含量又不相同，说明生物界与无机自然界具有差异性。
教师活动：
引导学生观察课文中图2-1和2-2提出质疑。
学生活动：
识图、分析，讨论以下问题
1、从表中看，哪一种化学元素是人体中含量最多的？
（鲜重、干重，同时说明C作为细胞基本元素的原因）
2、除此之外，还有哪几种元素含量较多？
3、表中只列举了9种元素，那么是不是说人体内只含有这9种元素呢？
4、构成生物体的这些元素的含量有什么特点呢？
教师小节：
按照含量的多少把元素分为两大类：
一类是大量元素（C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg），一类是微量元素（Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo）。
学生活动：
归纳总结大量元素和微量元素的概念和所包含的元素，思考下列问题：
1、既然微量元素在生物体内含量很少，那么，是不是说它们在生物体内可有可无呢？
2、同学们相互讨论后，归纳一下它们的主要功能。
由于学生在初中已经学习了化学的基本知识，所以在进入这部分学习时，可以 利用化学知识来解决。
如果学生对原子结构的知识有较好的基础，可以引导学生回忆碳原子核外电子分布特点，以及碳的性质，为学生理解碳链是构成生物大分子的骨架奠定基础。
组成生物体的化合物
教师活动：
利用思考与讨论的问题引导学生分析图表。
学生活动：
分析图表，思考讨论下列问题
1、有机化合物和无机化合物有什么区别？
２、细胞中含量最多的化合物和有机化合物是什么？
３、是不是所有细胞中的化合物含量都是一样呢？
４、说说哪些植物器官细胞中富含糖类、脂质或者蛋白质？
如何从细胞中获取这些物质呢？
由教师直白地讲解细胞的化合物组成，不利于学生参与学习活动。
可以利用“思考与讨论”中的问题，引导学生观察教材中的表解，获得相应的知识信息，提高学习能力。
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
教师活动：
演示糖类、脂肪和蛋白质与化学试剂的颜色反应，使学生明确生物组织中主要化合物的鉴定方法，再指导学生根据自己选择的实验材料，进行实验研究。
板书设计
第一节 细胞中的元素和化合物
一、组成细胞的化学元素
大量元素：
C、H、O、N、P、S、ｋ、Ca、Mg
微量元素：
Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mn、Cl、Ni
重要作用：
1．构成生物体的主要成分:
元素→化合物
化合物是生物体进行生命活动的物质基础
2．影响生物体的生命活动
B，缺乏时植物会“花而不实”
Mg,缺乏时植物的叶片会发黄
Fe,人体缺乏会贫血
Ca,人体缺乏时幼儿会骨胳发育不良，佝偻病；成年人会骨质疏松
二、构成细胞的化合物
无机物：
水和无机盐
有机物：
蛋白质、核酸、脂类、糖类
三、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
第2节生命活动的主要承担者──蛋白质
一、教学目标
知识与技能
1.说明氨基酸的结构特点，以及氨基酸的种类和氨基酸形成蛋白质的过程。
2.概述蛋白质的结构和功能。
3.理解蛋白质是生命活动的主要承担者。
4.关注蛋白质研究的新进展。
过程与方法
1.尝试建立氨基酸结构通式的球棍模型（模仿水平）。
2.使用球棍模型演示脱水缩合过程，肽链形成具有空间结构的蛋白质（独立操作水平）。
3.能够利用多媒体搜集相关信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
情感态度与价值观
1.认同蛋白质是生命活动的主要承担者。
2.关注蛋白质研究的新进展。
3.讨论蛋白质的重要作用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）氨基酸的结构特点，以及氨基酸形成蛋白质的过程。
（2）蛋白质的结构和功能。
2.教学难点
（1）氨基酸形成蛋白质的过程。
（2）蛋白质的结构多样性的原因。
三、教学设计思路
四、课时安排：
一课时
五、教学方法：
探究学习法、合作学习
六、教学实施过程
学习阶段
教师组织与引导
学生活动
教学意图
问题导学
主动获取知识
加工信息，主动探究，了解知识的应用价值。
阐明结构与功能的关系，促进理解
系统总结
教师投影一则洗发水的产品介绍。
启发思考：
在洗发水中都含有哪些成分?
为什么氨基酸能有效修复发质？
发膜的主要成分是什么？
评价回答，总结蛋白质和氨基酸都是生命活动所必需的生命物质。
它们之间存在着什么关系？
氨基酸是组成蛋白质的基本单位。
氨基酸有哪些特点呢？
展示四种氨基酸的结构式（甘氨酸、缬氨酸、丙氨酸、亮氨酸）
引导启发：
教师组织与引导
1.组成氨基酸的基本元素是什么？
2.四种氨基酸在结构上有哪些共同点？
又有哪些差别之处？
教师给与必要的补充，注意语言表述的准确性。
3.尝试写出氨基酸分子的结构通式。
教师巡查学生书写情况，启发学生依据书写情况与教材作对比来发现问题，强调结构通式的不同写法。
引导学生通过球棍模型加深对氨基酸结构的理解，特别要形成其空间结构的认识：
（通过对蛋白质的空间结构的理解，为下一步的理解肽链的空间结构做铺垫）
桔红色球：
氢原子
黑色球：
碳原子
绿色球：
氧原子
蓝色球：
氮原子
小铁棍：
化学键
弹簧棍：
碳氧双键
（要求）装配出一个甘氨酸或丙氨酸
深入探讨:
1.我们插装的甘氨酸的侧链基团是什么?
2.R基的不同如何决定氨基酸种类的不同?
尝试用模型变换（课下完成）
3.R基上能不能含有-NH2或-COOH?
课件展示特殊氨基酸
赖氨酸（含-NH2）
天冬氨酸（含-COOH）
启发引导:
生物体中组成蛋白质的氨基酸只有20种，而据估计，生物界的蛋白质种类多达1010～1012种。
氨基酸是怎样形成蛋白质的呢?
根据由部分到整体的认知规律，
先引导:
两个相同或不同的氨基酸分子脱水缩合过程
讨论:
1.氨基酸形成蛋白质的大致过程是怎样的?
2.两个氨基酸脱水缩合反应生成一个二肽，失去几分子水?
3.三个氨基酸脱水缩合，失去几分子水?
4.N个氨基酸脱水缩合反应呢?
演示:
氨基酸分子脱水缩合形成两条链的过程
1.拿一条两头系有不同颜色紧扣的绳子表示一条多肽链
2.拿剪刀从中间剪开表示肽键的断裂
思考:
肽键断裂后需要作出哪些修饰，使其形成两条完整的多肽链?
评价学生回答加以总结教师组织与引导
引导学生观察:
“氨基酸形成蛋白质的示意图”
完成“思考与讨论”
利用课前搜集的有关人工合成蛋白质材料，联系本书的科学家访谈:
1.如果你是中国人工合成牛胰岛素科研领导小组的成员，你认为首先应做哪些方面的工作以免少走弯路?
2.设计一个怎样的方案，以期更科学、更合理?
（方案要合理）
3.如果人工合成的牛胰岛素没有达到预期的结果，你应该做哪些方面的分析?
评价学生回答，总结出蛋白质结构多样性的四大原因。
引导学生再次思考蛋白质功能实例中如何体现结构与功能的适应这一生物学观点。
讨论:
1.对于蛋白质的功能，你还能作出补充吗?
2.人类研究蛋白质的功能有什么意义?
教师组织与引导。
展示知识概念图。
本节课要理解:
氨基酸形成蛋白质的过程，蛋白质的结构和功能多样性的原因。
思考回答：
许多蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质,称为结构蛋白,如羽毛、肌肉、头发的成分主要是蛋白质。
思考回答：
C、H、O、N等。
观察对比，尝试用语言描述。
倾听，并以小组为单位，合作完成。
总结氨基酸在空间结构上的特点。
学生思考回答:
1.甘氨酸的侧链基团是氢基
2.学生初步思考
3.R基上可以含有-NH2或-COOH，进一步理解“每个氨基酸分子至少都含有一个-NH2和-COOH”
获取信息，主动思考，体会巨大的数字差别蕴含有哪些信息。
观察“氨基酸脱水缩合示意图”，阅读氨基酸脱水缩合过程的文字、图解，以小组为单位，讨论交流，并尝试利用手中的模型模拟此过程。
根据模型作出描述。
思考作答。
总结得出公式:
形成肽键数（脱去的水分子数）=氨基酸分子数-肽链条数。
主动参与交流表达，更深入理解氨基酸形成蛋白质的过程，运用已学知识，解决实际问题。
1.整合资料信息，能说出几个关键步骤。
2.方案要合乎生物学原理，合成后的牛胰岛素要验证其是否有活性。
3.合成多肽链时少一个氨基酸分子；合成多肽链时，氨基酸的连接顺序出现错误；合成多肽链时，未严格按照规定的17种氨基酸进行合成；未严格按照其肽链折叠方式进行合成（意思对即可）。
能够深层挖掘，作出相应描述。
回答问题，了解“国际人类蛋白质组计划”的研究进展及成就。
学生能回答出组成蛋白质的基本单位──氨基酸，氨基酸分子的结合方式，蛋白质的结构层次，蛋白质结构多样性的原因，及其与蛋白质功能多样性的关系。
激发学生的学习兴趣，寓教于乐，同时为知识点的切入提供了良好的素材，为讲述氨基酸是组成蛋白质的基本单位做铺垫。
考虑到这里出现的“基本单位”一词，学生接受可能有些许困难，所以采取了直接讲授的方法。
这一环节的教学属于本节的重难点，培养学生处理信息的能力。
使其主动感知知识的形成。
由于学生的化学知识有限，通过动手环节会更直观，突破学习难点，进而加深对各学科间相互关系的认识。
激发学生思维，加深对教材的理解，培养学生吃透知识的能力。
通过强烈的数字对比启发学生主动发现问题提出问题，进而解决问题。
在实际动手操作中享受学习的快乐。
利用归纳演绎的方法由易到难，逐步推测氨基酸形成蛋白质的过程。
利用演示方法突破本节课的难点。
体验角色变换的快乐，同时考查学生对已学知识的灵活运用程度。
强调科学发展的过程，渗透科学方法、科学精神的教育。
回归主题，阐明蛋白质是生命活动的主要承担者。
激发学生对科技前沿研究工作的兴趣。
通过总结使学生获得蛋白质是生命活动的主要承担者的基本认识。
第3节遗传信息的携带者——核酸
一、教学目标：
【知识】：
能说出核酸的种类，简述核酸的结构和功能。
【技能】：
用实验的方法，观察DNA、RNA在细胞中的分布。
二、教学重难点：
理解核酸的结构是本节的重点，也是难点。
三、教学用具：
ppt幻灯片、实验材料（略）
四、教学过程：
教学内容
（一）引入
（二）核酸的种类和分布
（三）核酸的结构
（四）归纳与总结
教师活动
以利用DNA侦破案件、寻找灾难死难者或者亲子鉴定为例子，并以问题作为引导，激发学生的兴趣：
1、DNA是什么？
2、为什么DNA能比较精确地定位一个人的身份？
3、你还了解那些关于DNA鉴定的应用？
阐述核酸的种类：
DNA的中文名称是脱氧核糖核酸，是核酸的一种，还有一种叫做核糖核酸的物质，简称RNA。
这两种核酸就是细胞内携带遗传信息的物质。
核酸与生物的遗传、变异、蛋白质合成有重要的关系（为后面的留下伏笔）
实验：
使用染料对细胞进行染色，观察DNA、RNA在细胞的分布。
DNA主要分布在细胞核中，但是叶绿体、线粒体中也有DNA，RNA主要分布在细胞质。
为什么核酸很储存遗传信息呢？
那还得从学习核酸的结构入手。
（设问，激发学生的好奇心）阐述核酸的结构：
核酸也象蛋白质一样，是一种大分子，而且也是由一种叫做核苷酸的小单位组成的。
（引导学生观察课本彩图中的两种核苷酸，展示问题）1、核苷酸的化学组成是什么？
2、组成DNA、RNA的核苷酸分别是什么，它们的主要差别是什么？
3、核苷酸之间是怎么样连接的？
4、DNA、RNA分别还有什么碱基础？
5、尝试作出假设，为什么核酸能储存遗传信息？
对学生的回答进行更正和总结：
核苷酸的共同点是一分子核苷酸是由一份子磷酸、一分子五碳糖还有一份子碱基组成的；组成DNA的核苷酸是脱氧核苷酸、组成RNA的核苷酸是核糖核苷酸；核苷酸之间是通过磷酸与五碳糖交替连接而成的；4、DNA还有的碱基是A、T、G、C（如何去去记忆），RNA中不还有T，U代替了T；5、DNA和RNA上4种碱基就好像4个字母，可以记载任意长度的内容。
用图表比较DNA、RNA的差异；理顺DNA、RNA、核酸、核苷酸、碱基之间的关系。
学生活动
在老师的引导下，思考问题，并尝试作出回答。
完成实验，并根据观察，提出推断：
DNA、RNA主要分布在细胞的什么位置。
阅读相关的教材，展开讨论并回答问题
第四节细胞中的糖类和脂质
一、教学目标：
1、知识与技能
（1）概述糖类的种类和作用
（2）举例说出脂类的种类和作用。
（3）说明生物大分子以碳链为骨架。
2、过程与方法
（1）尝试进行自主学习和合作学习。
（2）运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。
（3）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
3、情感态度与价值观
（1）参与小组合作与交流，培养学生自主、探究、合作式的学习方式。
（2）认识生物科学的价值。
（3）养成健康的生活方式和习惯。
二、教学重点和难点
1.教学重点
（1）糖类的种类和作用。
（2）生物大分子以碳链为骨架。
2.教学难点
（1）多糖的种类。
（2）生物大分子以碳链为骨架。
三、课时安排
1课时
四、导学方法
质疑讨论、反馈矫正、迁移训练、讨论法
五、教学过程
〖引入〗通过提问的方法导课：
前面我们学习的细胞中的有机物有哪几种？
（糖类、脂质、蛋白质、核酸），我们已经学习了蛋白质和核酸，本节课我们一起来学习另外两种有机物糖类和脂质。
我们在感到饿的时候，会觉得浑身无力，但吃了一些食物之后，又会有力气了。
这是为什么呢？
我们吃的食物有很多种，那么，哪一种食物能尽快补充能量呢？
教师可借此引入能够为细胞生命活动提供能量的物质很多，细胞生命活动的主要能源物质是糖类。
提问：
1、你能列举一些你所熟悉的糖的名称吗？
2、这些糖是同一类型吗？
3、糖都是甜的吗？
师生公同讨论后，进行表格教学：
以下列表格边举例子边问边填。
（一）细胞中的糖类（见课件表格）
1.糖类的种类及其功能
糖类的种类及其功能（高中生物教材上讲的糖类是狭义的糖类的概念）
种类
分布
功能
单
糖
五碳糖
核糖
细胞中都有
RNA的成分
脱氧核糖
细胞中都有
DNA的成分
六碳糖
葡萄糖
细胞中都有
光合作用的产物，能源物质
二
糖
麦芽糖
植物，发芽的谷粒中较多
都能提供能量
蔗糖
植物，甜菜、甘蔗中较多
乳糖
动物的乳汁中
多
糖
淀粉
植物的贮藏器官中
贮存能量
纤维素
植物细胞壁中
支持、保护
糖元
肝糖元
动物的肝脏中
贮存能量，调节血糖
肌糖元
动物的肌肉组织中
贮存和提供能量
狭义的糖类是指单纯碳水化合物，元素组成是C、H、0。
但在生物体内有许多糖类还与蛋白质和脂质结合在一起，形成糖蛋白和糖脂，在生物体内执行一些特殊的生理功能。
糖蛋白和糖脂主要在生物膜上，特别是细胞膜，在细胞识别、免疫等方面有重要功能。
种类见表。
那么糖类物质有什么功能？
师生共同讨论得出：
糖类的基本功能有两点：
一是生命活动的主要能源物质，生物体进行生命活动的所需能量的70%以上是由糖类提供的；
二是构成细胞和生物体的结构成分，如五碳糖是核酸的成分，纤维素是细胞壁的成分等。
让学生自己解决〖旁栏思考题1〗后，由教师总结：
糖尿病人饮食中，米饭、馒头等主食也需限量，是因为其中富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的是葡萄糖。
师生讨论得出：
（二）细胞中的脂质
提问：
1.脂质包括那几类，各有什么作用？
学生阅读课本，讨论，得出结论后，由教师总结如下表：
2.胆固醇真的一无是处吗？
师生共同讨论得出：
固醇包括胆固醇、维生素D和性激素等，对于维持生物体正常的新陈代谢和生殖过程，起着重要的调节作用。
总结：
利用课本中的〖思考与讨论〗，师生共同讨论得出：
1.提示：
脂肪主要分布在人和动物体内的皮下、大网膜和肠系膜等部位。
某些动物还在特定的部位储存脂肪，如骆驼的驼峰。
2.提示：
花生、油菜、向日葵、松子、核桃、蓖麻等植物都含有较高的脂肪，这些植物的脂肪多储存在它们的种子里。
3.提示：
脂肪除了可以储存大量能量外，还具有隔热、保温和缓冲的作用，可以有效地保护动物和人体的内脏器官。
让学生自己解决〖旁栏思考题2〗后，由教师总结：
熊在冬眠前大量取食获得的营养，有相当多的部分转化为脂肪储存，既可御寒，也供给冬眠中生命活动所需的能量。
六、教学反思：
第5节细胞中的无机物
一、教学目的要求
1、知识与能力方面
（1）知道水和大多数无机盐在细胞中的存在形式及生理功能。
（2）正确理解多种化合物的相互关系。
（3）通过阅读、收集、整理生活中遇到的有关水、无机盐的信息，获得自主学习的能力。
通过对获得的资料相互交流，培养合作学习的能力。
（4）通过对水含量的分析培养语言表达能力和听取他人意见对自己的见解进行解释证明和修改的能力。
2、情感态度与价值观
积极参加讨论，列举自己的生活经验，发表自己的见解，在交流中建立自信，能够关注人类健康。
3、过程与方法
（1）本节课，为了充分发挥教材中蕴含的创新、探究的素材，把教材中的知识点，通过多处“设障”、“布惑”将教材进行活化和优化处理，使学生学的主动、轻松，教师的主导地位得到高度体现，尝试进行自主学习和合作学习。
（2）运用生物学知识解决社会生活中一些实际问题。
（3）运用互联网、图书、杂志进行资料的收集和整理。
二、教学重点难点
重点：
水和无机盐在细胞中的重要作用
难点：
1．水的存在形式，结合水和自由水的区别。
2．无机盐的作用。
三、导学方法 质疑讨论、反馈矫正、迁移训练、讨论法
四、课时安排1课时
教学过程：
引入：
一个人在极限的状态下，可以坚持20天以上不进食，但是缺水不出3天就会丧生。
地球表面有3／4的部分是水，细胞含量最多的化合物是水，这些事实说明水的重要性，你能列举生活中的哪些现象事实来说明生命活动离不开水呢？
（一）细胞中的水
1．细胞中水的含量：
提问：
细胞中各种化合物所占的比例
化合物
水
无机盐
蛋白质
脂质
糖类
核酸
所占比例（%）
70
1
15
2
3
7
由这个表你能得到什么结论？
师生共同讨论得出：
水是细胞中含量最多的化合物。
没有水就没有生命。
提问：
几种不同生物体中水的含量
生物
水母
鱼类
蛙
哺乳动物
藻类
高等动物
水的含量（%）
97
80—85
78
65
90
7
由这个表你能得到什么结论？
师生共同讨论得出：
不同种类的生物体中，水的含量差别很大。
人体中几种不同器官或组织中水的含量
组织器官
牙齿
骨骼
骨骼肌
心肌
血液
水的含量（%）
10
22
76
79
83
由这个表你能得到什么结论？
师生共同讨论得出：
不同的组织、器官中水的含量是不同的。
提问：
生物体的不同生长发育期，含水量是否相同？
师生共同讨论得出：
生物体的不同生长发育期，含水量是不相同的。
例如：
老人和婴儿
思考：
从表面上看血液是流动的，而心脏是坚实的，但是两者含水量仅相差4%，为什么？
师生共同讨论得出：
水在生物体中的存在形式不同，那么又是哪些形式呢？
2．水的存在形式及功能：
阅读课本总结出细胞中水的存在形式,各自的定义、含量及功能
形式
定义
含量
功能
自由水
结合水
提问：
（１）刚收下的小麦种子经过暴晒后种子变干，是不是小麦种子里就不含水分了呢？
暴晒失去的水应该是哪一种形式？
小麦干种子中的水主要是哪一种形式存在呢？
（2）切西瓜时流出的瓜汁和挤菜馅挤出的水是什么形式的水？
鸡蛋清里的又是以什么形式存在的水？
师生共同讨论：
小结：
（1）自由水：
填充在有机固体颗粒之间，可流动、易蒸发，加压可析离．是可以参与代谢的水。
（2）结合水：
吸附和结合在有机固体物质上的水，是一种水胶体（如鸡蛋清）．不能蒸发，不能析离，失去了流动性和溶解性，是生物体的构成物质，具有生命活性。
（3）自由水和结合水在一定条件下存在着动态转化，自由水和结合水的转化受到温度的影响。
（4）自由水的比例高—————代谢活跃。
结合水的比例高—————代谢下降（如：
动物的冬眠），动植物抗旱抗
寒能力增强，以适应不良条件。
提问：
烘干一粒小麦种子然后把它烧掉，烘干的是什么物质？
烧掉的是什么物质？
剩下的白色灰烬又是什么？
师生共同讨论得出：
烘干一粒小麦种子然后把它烧掉，烘干的是水，烧掉的是碳，剩下的白色灰烬是无机盐。
由此引出细胞中的无机盐。
（二）细胞中的无机盐
1．含量：
无机盐在生物体中含量。
2．存在形式：
大部分以_______形式存在。
如
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